Maleńka łódka to tzw. 3D Benchy – komputerowy model zaprojektowany specjalnie do testowania dokładności i możliwości drukarek 3D. Łódź była tylko jedną z kilku struktur stworzonych przez naukowców prowadzących badania nad mikropływakami – małymi cząstkami, które mogą poruszać się w płynach i być śledzone przez mikroskop.
Mikropływaki z ogromnym podobieństwem mogą naśladować ruch pojedynczych komórek, obserwowany w przypadku bakterii lub plemników oraz naśladować ich zachowania zbiorowe. Mikropływaki same się też napędzają.
Naukowcy z Lejden przeprowadzili badanie, aby zrozumieć, w jaki sposób określony kształt syntetycznych mikropływaków wpływa na ich ruch, przyczepność, a także zachowanie bakterii. Najmniejsze z obiektów stworzonych przez ekspertów mierzyły nawet 4 mikrometry, czyli ok. 0,001 mm.
Mikropływak w postaci Benchy. / fot. Laiden University
– Mamy nadzieję, że dowiemy się, jaka jest najlepsza praktyka w projektowaniu i tworzeniu małych przekaźników służących do precyzyjnego dostarczania leków. Jeśli masz małą cząsteczkę, która trafia do określonej części ciała, aby dostarczyć leki, musi ona sama się napędzać, a może mieć do czynienia ze środowiskiem panującym w organizmie, które jest bardzo złożone – mówi fizyczka Daniela Kraft, współautorka badań, w rozmowie z CNN.
Naukowcy postawili więc sobie za cel znalezienie odpowiedzi na to, jaki kształt mikropływaków byłby najbardziej wydajny i najbardziej efektywny. Jak dotychczas obiecujące wyniki dały pływaki w kształcie helisy (zwiniętej wstążki).
– Kiedy (mikropływak w kształcie helisy) porusza się do przodu, musi się często obracać, co pomaga mu przyspieszyć – ocenia Kraft.
Większość badań nad mikropływakami prowadzona jest na cząsteczkach w kształcie kuli, ale zdaniem zespołu badawczego, druk 3D oferuje nowe możliwości. Zespół wydrukował m.in. pływaki w kształcie spirali, kuli czy okręgu.
Kształty testowanych mikropływaków. / fot. Laiden University
Wydrukowanie tak maleńkich konstrukcji było możliwe dzięki drukarce Nanoscribe Photonic Professional, która drukując mikrołódkę ustanowiła nowy rekord w budowie najmniejszego statku na świecie. Aby obejrzeć mikro-Benchy potrzebny jest bowiem mikroskop elektronowy.
W sztucznych mikropływakach stworzonych przez zespół z Lejden znajduje się mikroskopijna cząsteczka platyny, która reaguje z nadtlenkiem wodoru w otaczającym środowisku, co zapewnia pływakowi napęd.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Soft Matte.